Abstract
多元壓電陶瓷在相界處其壓電性皆很高,以 PZT (鈦酸鉛,鋯酸鉛之混合體)為例,可以發現在同素異形相界(Morphotropic Phase Boundary簡稱MPB ) 處介電常數(K)、機電偶合係數(Kp)皆很高,因此學界及工業界對壓電材料之相界(MPB)特別有興趣,以期製造出高壓電性之陶瓷體。一般陶瓷體燒結大多在標準壓力下燒結,因此只能靠表面能產生的表面壓力來使陶瓷體緻密化,完成後之陶瓷體最佳密度不過 96% 的理論密度,材料內部依然有氣孔缺陷,此往往大大的影響陶瓷體的使用壽命。有見於此方有熱壓燒結法(Hot Press)的問世。熱壓燒結法為燒結時,陶瓷體同時在高壓及高溫作用下,因此其緻密化過程不單只是靠表面能產生的表面壓力來使陶瓷體緻密化,尚有外加的壓力對其作用,因此外加之壓力對其緻密化影響很大。總括熱壓燒結有幾點益處: (1) 降低燒結溫度 (2) 減少燒結時間 (3) 提高燒結體之密度(減少氣孔及缺陷) (4) 可使晶粒不致過度成長熱壓燒結由於利用外加壓力,使其陶瓷體緻密化在熱壓期間,粉體顆粒受到 " 熱 "、" 機械力 "同時作用下,其緻密化機制可能有晶格擴散(lattice diffussion)、晶界擴散(grain boundary diffusion)、差排潛變(dislocation creep)、塑性變形( plasticity)......等機制。熱壓雖然可得高密度的陶瓷體但外加壓力的存在,會使燒結後之材料有很大的殘留內應力,致使其晶格受到扭曲變形。因此本研究針對熱壓後之熱處理效應做一系列探討,以了解其間之關聯。本論文研究 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-PbZrO3三元陶瓷,利用熱壓製程來探討其結構、壓電、介電、熱處理等性質的變化,希望藉此了解製程、結構、電性之間的關係,進而找到最佳製程條件。